(57)【要約】本願は、少なくとも１つの切削インサートを受け入れるための少なくとも１つのポケット２４を有するツール本体２２を有するツールホルダ２０に関する。少なくとも１つのポケットは、支持面２６および当接面２８を有し、支持面と当接面の間に第１応力逃がし面３０が位置する。第１応力逃がし面は、第１ポケット周面３２の方へ第１軸に沿って延びる。第１応力逃がし面と第１ポケット周面との間に第２応力逃がし面３４が形成される。第２応力逃がし面は、第１軸を含む第２平面でとられる断面図において凸形状を有する。凸形状は、０．３ｍｍよりも大きい半径を有してよい。さらに、本願は、第２応力逃がし面を形成する方法に関する。【選択図】図７
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
ツールホルダ（２０）であって、
少なくとも１つの切削インサートを受け入れるための少なくとも１つのポケット（２４）であって、支持面（２６）およびその横の当接面（２８）を含む、少なくとも１つのポケット（２４）を有するツール本体（２２）、および、
前記支持面（２６）と前記当接面（２８）との間に位置する第１応力逃がし面（３０）であって、第１ポケット周面（３２）の方へ第１軸（Ａ１）に沿って延びる、第１応力逃がし面（３０）、を備え、
前記第１応力逃がし面（３０）と前記第１ポケット周面（３２）との間に第２応力逃がし面（３４）が形成され、
前記第２応力逃がし面（３４）は、第１軸（Ａ１）を含む第２平面（Ｐ２）でとられる断面図において凸形状を有する、ツールホルダ（２０）。
【請求項２】
前記第１ポケット周面（３２）に垂直な第５平面（Ｐ５）でとられる断面図において、前記第２応力逃がし面（３４）は第２逃がし面半径（Ｒ２）を有し、
前記第２逃がし面半径（Ｒ２）は０．３ｍｍよりも大きい、請求項１に記載のツールホルダ（２０）。
【請求項３】
前記第２応力逃がし面（３４）は磨かれない、請求項１または２に記載のツールホルダ（２０）。
【請求項４】
前記第１応力逃がし面（３０）は、前記支持面（２６）および前記当接面（２８）を横切る、請求項１〜３のいずれか１項に記載のツールホルダ（２０）。
【請求項５】
前記ツール本体（２２）は回転軸（ＡＲ）を有し、
前記第１ポケット周面（３２）は、実質的に平らであり、前記回転軸（ＡＲ）に対して垂直である、請求項１〜４のいずれか１項に記載のツールホルダ（２０）。
【請求項６】
前記支持面（２６）および前記当接面（２８）は、前記第１ポケット周面（３２）を横切る、請求項１〜５のいずれか１項に記載のツールホルダ（２０）。
【請求項７】
前記当接面（２８）は平らであり、
前記第１軸（Ａ１）は前記当接面（２８）に平行である、請求項１〜６のいずれか１項に記載のツールホルダ（２０）。
【請求項８】
前記第２平面（Ｐ２）でとられる断面図において、前記第１応力逃がし面（３０）は、前記第２応力逃がし面（３４）の第１終点（Ｎ１）で、前記第２応力逃がし面（３４）に接する、請求項１〜７のいずれか１項に記載のツールホルダ（２０）。
【請求項９】
前記第２応力逃がし面（３４）は、前記第１軸（Ａ１）を含み、かつ前記第２平面（Ｐ２）に垂直な第４平面（Ｐ４）でとられる断面図において、凸形状を有する、請求項１〜８のいずれか１項に記載のツールホルダ（２０）。
【請求項１０】
前記支持面（２６）は第３平面（Ｐ３）を定め、
前記第３平面（Ｐ３）は前記第２平面（Ｐ２）に垂直である、請求項１〜９のいずれか１項に記載のツールホルダ（２０）。
【請求項１１】
前記第１応力逃がし面（３０）は、前記第１軸（Ａ１）に垂直な第１平面（Ｐ１）でとられる断面図において、凹形状を有する、請求項１〜１０のいずれか１項に記載のツールホルダ（２０）。
【請求項１２】
前記第１平面（Ｐ１）は、前記支持面（２６）および前記当接面（２８）を横切る、請求項１１に記載のツールホルダ（２０）。
【請求項１３】
前記第１平面（Ｐ１）でとられる断面図において、前記第１応力逃がし面（３０）は、一定の第１逃がし面半径（Ｒ１）および９０度を超える角度範囲を有する円弧状である、請求項１１または１２に記載のツールホルダ（２０）。
【請求項１４】
前記第１ポケット周面（３２）に垂直な第５平面（Ｐ５）でとられる断面図において、前記第２応力逃がし面（３４）は第２逃がし面半径（Ｒ２）を有し、
前記第２逃がし面半径（Ｒ２）は前記第１逃がし面半径（Ｒ１）以下である、請求項１３に記載のツールホルダ（２０）。
【請求項１５】
前記第１平面（Ｐ１）でとられる断面図において、それぞれ、前記支持面（２６）および前記当接面（２８）上の第１および第２表面点（Ｓ１、Ｓ２）に接する第１および第２仮想直線（Ｌ１、Ｌ２）は、第２ポケット角度（α２）を形成するために、互いに交差し、
前記第２ポケット角度（α２）は、２０度と１２０度との間の値を有する、請求項１１〜１４のいずれか１項に記載のツールホルダ（２０）。
【請求項１６】
前記第１応力逃がし面（３０）の凹面部分（４６）は、前記第１仮想直線（Ｌ１）に平行な第１方向（Ｄ１）、および
前記第２仮想直線（Ｌ２）に平行な第２方向（Ｄ２）、のうちの少なくとも１つに関してアンダーカットされる、請求項１５に記載のツールホルダ（２０）。
【請求項１７】
請求項１〜１６のいずれか１項に記載のツールホルダ（２０）を製造する方法であって、非摩耗性の機械加工による前記第２応力逃がし面（３４）の形成、を含む、方法。
【請求項１８】
回転切削工具（４２）を用いて前記第２応力逃がし面（３４）を機械加工する工程を含む、請求項１７に記載の方法。
【請求項１９】
前記回転切削工具（４２）は、その側面図において、外向きに凹状成形された切削エッジ（４４）を有する、請求項１８に記載の方法。
【請求項２０】
前記回転切削工具（４２）は、その側面図において、０．３ｍｍよりも大きい半径を有する外向きに凹状成形された切削エッジ（４４）を有する、請求項１８または１９に記載の方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、一般に金属切削プロセスに用いるための、そして特に回転機械加工用の、インサート受け入れポケットを有するツールホルダに関する。
【背景技術】
【０００２】
回転機械加工に用いる切削工具の分野の中で、応力逃がし面を有するインサート受け入れポケットを有するツールホルダの多くの例がある。応力逃がし面は、機械加工の間、着脱自在に固定された切削インサートを介して、ツールホルダ上に及ぼされる引張応力および圧縮応力を減らすためにインサート受け入れポケットの支持面と当接面との間に概して位置する。
【０００３】
応力逃がし面を有するインサート受け入れポケットを有するツールホルダの従来例のために特許文献１の図８〜図１０および特許文献２の図１および図７を参照することができる。
【０００４】
応力逃がし面を有するインサート受け入れポケット上に及ぼされる引張応力の有限要素解析（ＦＥＡ）は、ピーク応力値が応力逃がし面と隣接するポケット周面との角交差部でまたはそれに隣接して発生することを示した。そしてこれは、断面で見て、面取りしたまたは凹形状を有する角交差面を有して構成されるインサート受け入れポケット用にも適用する。
【０００５】
図１〜図３は、第１応力逃がし面１３０と隣接するポケット周面１３２との間に角交差面１３４を有して構成される従来技術によるインサート受け入れポケット１２４を示す。図４に示すように、第２応力逃がし面として基本的に役立つ角交差面１３４は、断面で見て凹形状を有する。
【０００６】
図４にも示すように、断面で、角交差面１３４は、第１端点１３６と第２端点１３８との間に延びる。その第１端点１３６で、角交差面１３４は、隣接する第１応力逃がし面１３０とともに第１不連続性を形成し、その第２端点１３８で、角交差面１３４は、隣接するポケット周面１３２とともに第２不連続性を形成する。
【０００７】
図５は、切削加工の間、着脱自在に固定された切削インサート（図示せず）を介して、インサート受け入れポケット１２４上に及ぼされる（角交差面１３４にすぐ隣接して発生する３７Ｋｇｆ／ｍｍ２のピーク引張応力値を有する）引張応力を示すＦＥＡ線図である。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００８】
【特許文献１】米国特許第６，９２９，４２７号
【特許文献２】米国特許第８，５０６，２０８号
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００９】
本発明の目的は、機械加工の間、インサート受け入れポケットでの応力を減らす改良されたツールホルダを提供することにある。
【００１０】
効率的に製造されることができる改良されたツールホルダを提供することも本発明の目的である。
【００１１】
本発明によれば、少なくとも１つの切削インサートを受け入れるための少なくとも１つのポケットであって、支持面およびその横の当接面を含む、少なくとも１つのポケットを有するツール本体、および、
支持面と当接面との間に位置する第１応力逃がし面であって、第１ポケット周面の方へ第１軸に沿って延びる、第１応力逃がし面、を備え、
第１応力逃がし面と第１ポケット周面との間に第２応力逃がし面が形成され、
第２応力逃がし面は、第１軸を含む第２平面でとられる断面図において凸形状を有する、ツールホルダが提供される。
【００１２】
また、本発明によれば、上記のツールホルダを製造する方法であって、
第２応力逃がし面は非摩耗性の機械加工によって形成される、
方法が提供される。
【００１３】
より良好な理解のために、鎖線が部材の部分図のためのカットオフ境界を表す添付図面を参照して本発明がここで記載される。
【図面の簡単な説明】
【００１４】
【図１】図１は、従来技術によるインサート受け入れポケットの斜視図である。
【図２】図２は、図１に示すインサート受け入れポケットの一部の詳細な斜視図である。
【図３】図３は、図１に示すインサート受け入れポケットの正面図である。
【図４】図４は、図３に示すインサート受け入れポケットのＩＶ−ＩＶ線に沿ってとられた詳細な断面図である。
【図５】図５は、図１に示すインサート受け入れポケットの有限要素解析線図である。
【図６】図６は、本発明のいくつかの実施形態によるツールホルダの斜視図である。
【図７】図７は、図６に示すツールホルダのインサート受け入れポケットの斜視図である。
【図８】図８は、図７に示すインサート受け入れポケットの一部の詳細な斜視図である。
【図９】図９は、図７に示すインサート受け入れポケットの正面図である。
【図１０】図１０は、図７に示すインサート受け入れポケットの側面図である。
【図１１】図１１は、図９に示すインサート受け入れポケットのＸＩ−ＸＩ線に沿ってとられた詳細な断面図である。
【図１２】図１２は、図９に示すインサート受け入れポケットのＸＩＩ−ＸＩＩ線に沿ってとられた詳細な断面図である。
【図１３】図１３は、図７に示すインサート受け入れポケットの有限要素解析線図である。
【図１４】図１４は、図１０に示すインサート受け入れポケットのＸＩＶ−ＸＩＶ線に沿ってとられた詳細な断面図である。
【図１５】図１５は、図９に示すインサート受け入れポケットのＸＶ−ＸＶ線に沿ってとられた詳細な断面図である。
【図１６】図１６は、本発明のツールホルダの製造において使われる回転切削工具の側面図である。
【発明を実施するための形態】
【００１５】
図６に示すように、本発明は、少なくとも１つの切削インサート（図示せず）を受け入れるための少なくとも１つのポケット２４を有するツール本体２２を含むツールホルダ２０に関する。
【００１６】
本発明のいくつかの実施形態では、ツール本体２２は、機械加工された鋼から製造されてよい。
【００１７】
また、本発明のいくつかの実施形態では、少なくとも１つの切削インサートはその関連するポケット２４に着脱自在に固定されてよい。
【００１８】
本発明によれば、図７〜図１０に示すように、少なくとも１つのポケット２４は、支持面２６およびそれに対して横の当接面２８を有し、そして支持面２６と当接面２８との間に位置する第１応力逃がし面３０を有する。
【００１９】
本発明のいくつかの実施形態では、第１応力逃がし面３０は、支持面２６および当接面２８を横切ってよい。
【００２０】
また、本発明のいくつかの実施形態では、ツール本体２２は、複数のポケット２４を有してよい。
【００２１】
図６に示すように、ツール本体２２は回転軸ＡＲを有してよく、ツールホルダ２０は回転機械加工（例えば、フライス加工）に使用されてよい。
【００２２】
本発明によれば、図７〜図１０に示すように、第１応力逃がし面３０は、第１ポケット周面３２の方へ第１軸Ａ１に沿って延びる。第２応力逃がし面３４は、第１応力逃がし面３０と第１ポケット周面３２との間に形成される。第２応力逃がし面３４は、第１応力逃がし面３０および第１ポケット周面３２の両方に隣接してよい。
【００２３】
本発明のいくつかの実施形態では、支持面２６および当接面２８は、第１ポケット周面３２を横切ってよい。
【００２４】
また、本発明のいくつかの実施形態では、当接面２８は平らでよく、第１軸Ａ１は当接面２８と平行でよい。
【００２５】
図６および図７に示すように、第１ポケット周面３２は、ツール本体２２のフロントエンド面３６でよい。
【００２６】
本発明のいくつかの実施形態では、第１ポケット周面３２は、実質的に平らでよい。
【００２７】
また、本発明のいくつかの実施形態では、第１ポケット周面３２は、回転軸ＡＲに対して垂直でよい。
【００２８】
図１１に示すように、第１応力逃がし面３０は、第１軸Ａ１に対して垂直な第１平面Ｐ１でとられる断面図において凹形状を有してよい。
【００２９】
また、図１１に示すように、第１平面Ｐ１でとられる断面図において、第１応力逃がし面３０は、一定の第１逃がし面半径Ｒ１および９０度を超える角度範囲を有する円弧状でよい。
【００３０】
本発明のいくつかの実施形態では、第１平面Ｐ１は、底部支持面２６および当接面２８を横切ってよい。
【００３１】
また、本発明のいくつかの実施形態では、支持面２６は、第２ポケット周面３８を横切ってよい。
【００３２】
さらに、本発明のいくつかの実施形態では、支持面２６は平らでよい。
【００３３】
図６に示すように、第２ポケット周面３８は、ツール本体２２の円筒形外面４０でよい。
【００３４】
本発明によれば、図１２に示すように、第２応力逃がし面３４は、第１軸Ａ１を含む第２平面Ｐ２でとられる断面図において凸形状を有する。
【００３５】
本発明のいくつかの実施形態では、第２応力逃がし面３４は、磨かれなくてよい、すなわち端ホーニング加工により形成されなくてよい。端ホーニング加工は、例えば、振動ホーニング加工、媒体ホーニング加工およびブラシホーニング加工を含む、０．０１ｍｍ〜０．２０ｍｍ間の半径を有する丸い形状を達成するために切削工具の端から材料が除去される砥粒加工プロセスである。
【００３６】
また、本発明のいくつかの実施形態では、図１０に示すように、支持面２６は第３平面Ｐ３を定めてよく、第３平面Ｐ３は第２平面Ｐ２に対して垂直でよい。
【００３７】
図１３は、第２応力逃がし面３４で発生する２３Ｋｇｆ／ｍｍ２のピーク引張応力値を有する、切削加工の間、その関連する切削インサート（図示せず）を介して、本発明のポケット２４上に及ぼされる引張応力を示す詳細なＦＥＡ線図である。
【００３８】
図１３に示す本発明の第２応力逃がし面３４で発生する２３Ｋｇｆ／ｍｍ２のピーク引張応力値は、図５に示す従来例のインサート受け入れポケット１２４にすぐ隣接して発生する３７Ｋｇｆ／ｍｍ２のピーク引張応力値よりも著しく低い。
【００３９】
凸面断面形状を有する第２応力逃がし面３４の提供は、隣接する表面（すなわち、第１応力逃がし面３０および第１ポケット周面３２）がポケット２４上に及ぼされるピーク引張応力値を都合よく減らして、円滑な移行を確実にする。
【００４０】
本発明のいくつかの実施形態では、図１４に示すように、第２応力逃がし面３４は、第１軸Ａ１を含み、かつ第２平面Ｐ２に対して垂直な第４平面Ｐ４でとられる断面図において、凸形状を有してよい。
【００４１】
また、本発明のいくつかの実施形態では、第２応力逃がし面３４は、第２平面Ｐ２と第４平面Ｐ４との間でそのコースに沿ってとられる断面図（図示せず）において、凸形状を有してよい。
【００４２】
図１５に示すように、第１ポケット周面３２と直角をなす第５平面Ｐ５でとられる断面図において、第２応力逃がし面３４は、第２逃がし面半径Ｒ２を有してよい。
【００４３】
本発明のいくつかの実施形態では、第２逃がし面半径Ｒ２は、０．３ｍｍよりも大きくてよい。
【００４４】
また、本発明のいくつかの実施形態では、第２逃がし面半径Ｒ２は、第１逃がし面半径Ｒ１以下でもよい。
【００４５】
さらに、本発明のいくつかの実施形態では、第５平面Ｐ５は、６０度以下の値を有する鋭い第１ポケット角度α１を形成するために、第２平面Ｐ２と交差してよい。
【００４６】
本発明は、第２応力逃がし面３４が非摩耗性の機械加工プロセスによって形成されてよく、したがって端ホーニング加工と異なる、ツールホルダ２０を製造する方法にも関する。
【００４７】
本発明のいくつかの実施形態では、第２応力逃がし面３４は、回転切削工具４２（例えばフライス）を用いて加工されてよい。
【００４８】
図１６に示すように、回転切削工具４２は、その側面図において、外向きに凹状成形された切削エッジ４４を有してよい。
【００４９】
本発明のいくつかの実施形態では、回転切削工具４２の凹面状切削エッジ４４は、その側面図において、０．３ｍｍよりも大きい半径を有してよい。
【００５０】
図１２に示すように、第２平面Ｐ２でとられる断面図において、第１応力逃がし面３０は、第２応力逃がし面３４の第１終点Ｎ１で、第２応力逃がし面３４に接してもよい。
【００５１】
第１応力逃がし面３０を第２応力逃がし面３４に接するように構成することは、これらの表面間に円滑な移行（例えば、不連続性のない）を確実にし、したがって、結果として改良された応力減少になる。
【００５２】
本発明の他の実施形態（図示せず）では、第２平面Ｐ２および第５平面Ｐ５は、同一平面上でよく、第１ポケット周面３２は、第２応力逃がし面３４の第２終点で、第２応力逃がし面３４に接してもよい。
【００５３】
図１１に示すように、第１平面Ｐ１でとられる断面図において、それぞれ、支持面２６および当接面２８上の第１および第２表面点Ｓ１、Ｓ２に接する第１および第２仮想直線Ｌ１、Ｌ２は、第２ポケット角度α２を形成するために、互いに交差する。
【００５４】
本発明のいくつかの実施形態では、第２ポケット角度α２は、２０度と１２０度との間の値を有してよい。
【００５５】
また、本発明のいくつかの実施形態では、第１応力逃がし面３０の凹面部分４６は、以下の少なくとも１つに関してアンダーカットされてよい：
第１仮想直線Ｌ１に平行な第１方向Ｄ１、および
第２仮想直線Ｌ２に平行な第２方向Ｄ２。
【００５６】
図１１に示すように、凹面部分４６は、第１方向Ｄ１に関してアンダーカットされる。
【００５７】
説明および請求項の全体にわたって用語「アンダーカット」の使用は、凹所または通路の所与のサブ面から離れた特定の方向に延びる直線が同じ凹所または通路の別のサブ面を横切る、凹所また通路に関連すると理解されるべきである。
【００５８】
本発明が特殊性の特定の程度記載されたが、以下請求されるように、本発明の趣旨または範囲を逸脱しない範囲で種々の変更および修正がなされることができることを理解すべきである。
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
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【図８】
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【図９】
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【図１０】
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【図１１】
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【図１２】
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【図１３】
2019523142.tif 000015
【図１４】
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【図１５】
2019523142.tif 000017
【図１６】
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【国際調査報告】
2019523142.tif 000019
2019523142.tif 000020